Устройство защиты и ограничения грузоподъемности электрического крана

 

Устройство защиты и ограничения грузоподъемности электрического крана предназначено для отключения механизмов крана при перегрузке и отклонении параметров питающей сети при достижении недопустимых величин. Устройство содержит цифровой вычислительный блок, к информационным входам которого подключены выход блока ввода информации и выходы датчиков тока питающей сети и фазного напряжения. К входу прерывания цифрового вычислительного блока подключен таймер. С информационным двунаправленным входом-выходом цифрового вычислительного блока соединен выход-вход цифрового запоминающего блока. Один информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с исполнительным блоком, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации. Для изменения вводимой в память цифрового запоминающего блока информации к соответствующему входу цифрового вычислительного блока подключен электронный ключ. Цифровой вычислительный блок выполнен с возможностью определения угла сдвига фаз между током и напряжением и определения активной составляющей тока ротора электродвигателя механизма подъема груза, исходя из показаний датчиков. В память цифрового запоминающего блока введена информация о предельно допустимых значениях массы поднимаемого груза, напряжения и частоты питающей сети и зависимость активной составляющей тока ротора от массы поднимаемого груза. Технический результат заключается в отключении электродвигателя механизма подъема груза при превышении предельно допустимых значений и обеспечении надежной защиты крана. 1 н.з. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относиться к приборам безопасности грузоподъемных кранов и предназначена для автоматического отключения механизмов электрического крана в случае превышении грузоподъемности и отклонении параметров питающей сети свыше предельных допустимых величин.

Известен ограничитель грузоподъемности стрелового крана по патенту РФ на изобретение №2116240, опубл. 1998.07.27, содержащий выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, один из информационных входов которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй, двунаправленный, - с входом цифрового запоминающего блока, а информационный вход соединен с выходом синтезатора звука и блоком визуальной индикации. Ограничитель содержит также n датчиков аналоговых параметров крана, подключенных к выходам аналого-цифрового преобразователя, m датчиков дискретных параметров и сигналов о работе крана, соединенных с третьими информационными входами цифрового вычислительного блока, а также таймер, подключенный выходом к входу прерывания цифрового вычислительного блока, и цифровой управляемый фильтр, вход управления которого подключен к упомянутому выходу таймера, информационный вход - к упомянутому информационному выходу цифрового вычислительного блока, а выход - к исполнительному блоку, второй выход таймера подключен ко второму входу цифрового запоминающего блока, а выход цифрового управляемого фильтра соединен с третьим входом цифрового запоминающего блока, кроме того, цифровой запоминающий блок и цифровой вычислительный блок выполнены с выходами считывания-записи информации.

Наиболее близким к заявляемому является ограничитель грузоподъемности электрического крана по патенту РФ на изобретение №41460, опубл. 2004.06.23, содержащий выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, информационные выходы которого связаны с соответствующими выходами датчиков частоты вращения вала электродвигателя, тока питающей сети и фазного напряжения сети, информационный двунаправленный вход-выход соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока. Один информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с исполнительным блоком, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации, а таймер своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока. Ключ электронный своим входом, при необходимости изменения информации в цифровом запоминающем блоке, подключен к входу цифрового вычислительного блока. Блок ввода информации своим выходом подключен к соответствующему входу цифрового вычислительного блока. Память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях частоты питающей сети, напряжения питающей сети и массы поднимаемого груза, а также зависимость частоты вращения вала электродвигателя подъема груза от массы поднимаемого груза. Этот ограничитель принят за прототип заявленному.

Недостатком известного устройства является то, что массу поднимаемого груза определяют при помощи датчика частоты вращения ротора электродвигателя, так как датчик подвержен атмосферным и механическим воздействиям, что может привести к отказу ограничителя грузоподъемности, и, как следствие, к потере работоспособности крана.

Задача полезной модели состоит в обеспечении надежной защиты электрического крана от опасных производственных воздействий, таких, как защита крана от перегруза, обрыва фазы и от некачественной электрической сети.

Технический результат заключается в регистрации рабочих параметров асинхронного двигателя механизма подъема груза и отключении подъема груза при превышении предельно допустимых значений. По аналогии с известным устройством, принятым за прототип, заявляемое устройство защиты и ограничения грузоподъемности электрического крана содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, информационные входы которого связаны с блоком ввода информации и с соответствующими выходами датчиков тока питающей сети и фазного напряжения сети, информационный двунаправленный вход-выход соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока, один информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с исполнительным блоком, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации, кроме этого ограничитель содержит таймер, который своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока, и электронный ключ, выход которого для изменения информации в цифровом запоминающем блоке подключен к входу цифрового вычислительного блока, а память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях массы груза, напряжения и частоты питающей сети. В отличие от прототипа, цифровой вычислительный блок выполнен с возможностью вычисления угла сдвига фаз между током и напряжением питающей сети электродвигателя механизма подъема по показаниям датчиков напряжения и тока питающей сети, кроме того цифровой вычислительный блок выполнен с возможностью вычисления активной составляющей тока ротора по показаниям датчиков тока и напряжения питающей сети и вычисленному значению угла сдвига фаз. Память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях активной составляющей тока ротора электродвигателя механизма подъема груза и зависимости значений активной составляющей тока ротора от массы поднимаемого груза. Электронный ключ выполнен съемным.

Отличие от прототипа подтверждают новизну заявленного устройства.

Наличие информации о значениях активной составляющей тока ротора в памяти цифрового запоминающего блока позволяет расширить объем контролируемых параметров асинхронного двигателя, характеризующих работу крана, что позволяет надежно защитить кран от опасных производственных воздействий путем отключения крановых механизмов. Наличие электронного ключа и блока ввода информации позволяет использовать устройство ограничения грузоподъемности без доработки для различных типов крана, поскольку грузовая характеристика формируется не на стадии изготовления прибора, а после его монтажа на кране в программе «Обучение» с учетом индивидуальных особенностей конкретного крана. Программа «Обучение» позволяет вводить и запоминать в цифровом запоминающем блоке предельно допустимые значения частоты и фазного напряжения питающей сети, значение максимально допустимой массы поднимаемого груза, а также зависимость расчетного значения активной составляющей тока ротора электродвигателя механизма подъема от массы поднимаемого груза. Программа «Обучение» доступна только при подключенном электронном ключе - для защиты от несанкционированного доступа.

На фигуре 1 показана блок-схема устройства ограничения грузоподъемности.

На фигуре 2 представлена аппроксимированная зависимость расчетного тока ротора электродвигателя I p электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза m.

Ограничитель грузоподъемности содержит выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок 1, информационные выходы которого связаны с соответствующими выходами датчиков тока питающей сети 2 и фазного напряжения сети 3, информационный двунаправленный вход-выход соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока 4. Один информационный выход блока 1 соединен с исполнительным блоком 5, другой информационный выход - с блока визуальной и звуковой индикации 6, а

таймер 7 своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока 1. Ключ электронный 8 своим входом, при необходимости изменения информации в цифровом запоминающем блоке 4, подключен к входу цифрового вычислительного блока 1. Блок ввода информации 9 своим выходом подключен к соответствующему входу цифрового вычислительного блока 1.

Перед началом работы установленного на кран ограничителя грузоподъемности необходимо ввести в память цифрового запоминающего блока 4 предельные допустимые значения частоты и величины фазного напряжения питающей сети, зависимость расчетного значения активного тока ротора электродвигателя механизма подъема груза от массы поднимаемого груза, а также значение максимально допустимой массы поднимаемого груза. Для этого необходимо подключить к цифровому вычислительному блоку 1 ключ электронный 8, после этого цифровой вычислительный блок 1 перейдет в программу «обучения», которая предназначена для снятия и записи в цифровой запоминающий блок 4 зависимости расчетного значения активного тока ротора электродвигателя от массы поднимаемого груза, предельно допустимых значений тока и фазного напряжения, а также значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза. С помощью блока ввода информации 9 вводят предельно допустимые значения частоты, величины фазного напряжения питающей сети и значение максимально-допустимой массы поднимаемого груза, эти данные обрабатываются в цифровом вычислительном блоке 1, и сохраняются в цифровом запоминающем блоке 4. Значения активной составляющей тока ротора определяется в цифровом вычислительном блоке 1 согласно введенной программы по полученным сигналам от датчика тока питающей сети 2 и датчика фазного напряжения 3 в процессе работы крана. Для снятия зависимости значений активного тока ротора от массы поднимаемого груза необходимо поднять поочередно несколько грузов массами m1 ..., m i, mn и запомнить соответствующие вычисленные цифровым вычислительным блоком 1 значения активного тока ротора I1 ..., Ii , In. По этим

данным в цифровом вычислительном блоке 1 сформируется, с учетом параметров питающей сети, аппроксимированная зависимость активного тока ротора от массы поднимаемого груза (фигура 2) с последующим ее сохранении в цифровом блоке 4.

В процессе работы информация о параметрах отражающих работу крана, из цифрового вычислительного блока 1 постоянно, поступает в блок визуальной и звуковой индикации 6. Одновременно с этим, при достижении предельно-допустимых значений любого из введенных в цифровой запоминающий блок 4 параметров подается команда на исполнительный блок 5 и отключается механизм подъема груза. О превышении допустимых значениях крановщика предупреждает световая и звуковая сигнализация.

1. Устройство защиты и ограничения грузоподъемности электрического крана, содержащее выполненный с входом прерывания цифровой вычислительный блок, информационные входы которого связаны с блоком ввода информации и с соответствующими выходами датчиков тока питающей сети и фазного напряжения сети, информационный двунаправленный вход-выход соединен с выходом-входом цифрового запоминающего блока, один информационный выход цифрового вычислительного блока соединен с исполнительным блоком, другой информационный выход - с блоком визуальной и звуковой индикации, кроме этого, ограничитель содержит таймер, который своим выходом подключен к входу прерывания цифрового вычислительного блока, и электронный ключ выход которого для изменения информации в цифровом запоминающем блоке подключен к входу цифрового вычислительного блока, а память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации предельно допустимых значениях массы груза, напряжения и частоты питающей сети, отличающееся тем, что цифровой вычислительный блок выполнен с возможностью вычисления угла сдвига фаз между током и напряжением питающей сети электродвигателя механизма подъема по показаниям датчика напряжения и тока питающей сети, кроме того, цифровой вычислительный блок выполнен с возможностью вычисления активной составляющей тока ротора по показаниям датчиков тока и фазного напряжения питающей сети и вычисленному значению угла сдвига фаз, коме того, память цифрового запоминающего блока выполнена с возможностью хранения информации о предельно допустимых значениях активной составляющей тока ротора электродвигателя механизма подъема груза и зависимости значений активной составляющей тока ротора от массы поднимаемого груза.

2. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что электронный ключ выполнен съемным.



 

Наверх